JPH1134243A

JPH1134243A - 防眩性ハードコートフィルム

Info

Publication number: JPH1134243A
Application number: JP9212564A
Authority: JP
Inventors: Yuji Suzuki; 裕二鈴木
Original assignee: Oike and Co Ltd
Current assignee: Oike and Co Ltd
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-09
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: JP3694153B2

Abstract

(57)【要約】【課題】防眩性に優れ、耐スチールウール性に優れ、透
明性にも優れた防眩性ハードコートフィルムを提供す
る。【解決手段】透明基材フィルム上に二層以上のハードコ
ート層を配し、最表層のハードコート層に粒子を含有さ
せこの粒子の大きさよりも薄いハードコート層となすこ
とで防眩性ハードコートフィルムを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防眩性ハードコートフ
ィルムに関して、特にフラットパネルディスプレイ、デ
ィスプレイ画面が透視できる若しくは、ペン入力タイプ
のタッチパネル等の表面基材に適した防眩性ハードコー
トフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のＣＲＴや、フラットパネルディス
プレイ画面への、外光の映り込みや、空気層との界面で
生じる反射光が非常に問題となり画面を見難いものにし
ていた。例えばブラウン管の映像を見る場合、窓や蛍光
燈の鏡面反射像が映像に重なり、該映像が見にくくなる
現象は日常経験することである。このため基材表面に、
外光の反射防止のために、（１）単層、または、多層の
無機蒸着層を形成し反射防止をする方法や、（２）シリ
カ等の粒子を含有した、マットコーティングを施す方法
等が知られている。

【０００３】（１）の方法については反射率を低下させ
ることはできるが、可視光の全領域で反射率を０にする
のは困難であり、したがって現実的には反射像の一部が
残る欠点がある。また製造工程が複雑で、コストも非常
に高く耐スクラッチ性も劣る。基材上にハードコート層
を形成し、その後無機蒸着層を形成すれば耐スクラッチ
性は向上はするが、同様にコストが高くなり反射像の一
部も残る。（２）の方法についてバインダーとしてハー
ドコート樹脂を使用すれば耐スクラッチ性のある膜を形
成することが出来るが、特にハードコート樹脂層が電離
放射線硬化樹脂の場合、酸素による硬化阻害などの影響
で鉛筆硬度２Ｈ以上の充分な硬度を得るためにはハード
コート層の膜厚が少なくとも３ミクロメーター以上必要であ
る。微粒子の粒径はハードコート層の厚みより大きくし
なければ防眩性が得られず、その大きな粒子のため画質
劣化を伴うという問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、防眩
効果、耐スクラッチ性、透明性に優れかつ画質劣化を抑
えた防眩性ハードコートフィルムを低コストで提供する
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基材フィルム
上に電離放射線硬化型ハードコート樹脂を塗工し、硬化
を不完全な状態で止め、そのハードコート層の上に、平
均粒径０．５ミクロメーター以上５．０ミクロメーター以下の粒子を含
有し、かつ含有粒子の粒子径より薄いハードコート層と
なるように、電離放射線硬化型樹脂を塗工し、完全に硬
化させる。よって併せて少なくとも３ミクロメーター以上のハ
ードコート層を有することにより十分な硬度をもち、防
眩性を有しながらも画質劣化を抑えたハードコートフィ
ルムが得られる。すなわち本発明は、基材フィルム上
に、少なくとも２層以上のハードコート層を積層・形成
した防眩性ハードコートフィルムであって、該ハードコ
ート層のうち、基材フィルムから見て最外層のハードコ
ート層が、粒子を含有しかつ含有する粒子の平均粒径よ
りも小さい値の厚さである薄いハードコート層であるこ
とを特徴とする防眩性ハードコートフィルムであり、ま
た、含有する粒子の平均粒径が０．５ミクロメーター以上５．
０ミクロメーター以下であることを特徴とする前記の防眩性ハ
−ドコ−トフィルムであり、また積層された前記ハード
コート層の膜厚の合計が３ミクロメーター以上であり、かつ基
材フィルムとして、２軸延伸ポリエステルフィルムを使
用した場合、前記ハードコートフィルムの鉛筆硬度が２
Ｈ以上であることを特徴とする前記の防眩性ハードコー
トフィルムである。

【０００６】さらに、前記粒子が球状シリコーン樹脂粒
子である防眩性ハードコートフィルムであり、また前記
粒子が球状シリカ粒子である防眩性ハードコートフィル
ムであり、前記ハードコート層が、電離放射線硬化型樹
脂から形成されることを特徴とするの防眩性ハードコー
トフィルムであり、最外層のハードコート層の屈折率
が、その下のハードコート層の屈折率よりも高いことを
特徴とする前記の防眩性ハードコートフィルム。さら
に、積層された前記ハードコート層間の密着性がセロテ
ープによる碁盤目剥離試験で１００／１００である防眩
性ハードコートフィルムであり、また粒子と粒子を含有
するハードコート層の屈折率の差が０．１５以内である
ことを特徴とする前記の防眩性ハードコートフィルムで
ある。

【０００７】本発明に用いる基材フィルムとしては、特
には制限はないが、加工適性や用途的に考えれば、高い
透明性を有するフィルムを使用することが好ましく、例
えば三酢酸セルロース、アセテート等のセルロース系樹
脂や、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート等のポリエステル系樹脂や、ポリメチルメタク
レート等のアクリル系樹脂や、ポリカーボネート樹脂類
等の、人造樹脂フィルムを使用することが好ましい。ま
た、基材上に、基材とハードコート層の密着力を向上さ
せる樹脂層が形成されてあってもよい。

【０００８】問題となる光の反射は、おおかた空気と粒
子との界面、粒子とハードコート樹脂の界面で発生す
る。前者の反射は空気と粒子の屈折率の差によって、後
者の反射は粒子とハードコート樹脂との屈折率の差によ
って発生する。粒子の屈折率が大きすぎると、透過性が
著しく損なわれ、画質も劣化する。ハードコート樹脂層
と粒子の屈折率の差は、好ましくは０．１５以内であり
その下限は０．０１程度である。この屈折率の差が０．
０１より小さいと粒子とハードコート層との界面での拡
散反射が利用できず、ヘーズの割に防眩性が得られな
い。屈折率の差が０．１５より大きすぎると、透過性が
低下する。よって粒子の屈折率、ハードコート層の屈折
率を適当に選択することで透過性と防眩性を効果的に
発揮させることができる。

【０００９】本発明で用いる粒子としては、特に制限は
ないがシリカや、シリコーン樹脂粒子、アクリル樹脂粒
子、スチレン樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子等が挙げら
れ、粒子の形状は、効率的に光を拡散させるために、球
状もしくは球状に近いものが好ましい。なかでも粒子の
屈折率が低く、ハードコート樹脂との屈折率の差を調節
するのに適当である球状シリコーン樹脂粒子もしくは球
状シリカが好ましく、分級されたものが更に好ましい。
粒子の粒径は画質劣化を抑えるため、小さい程良いが、
表面の凹凸により充分な防眩性を得るためには平均粒径
０．５ミクロメーター以上であることが好ましく、また５．０ミ
クロメーター以下であることが好ましく、５．０ミクロメーター以上
になると透視される画像がにじむ等の問題を有する。よ
り好ましくは１からミクロメーター３ミクロメーターである。本発明に
おいて粒子を含有するハードコート層の厚みとしては、
その粒子の平均粒径以下で、望ましくは平均粒径の８０
％以下である。粒子の粒度分布、ハードコート層との屈
折率の差にもよるが平均粒径の８０％よりハードコート
層が厚いと、大部分の粒子がハードコート層に埋まって
しまい十分な防眩性が得られない。さらに粒子の欠落を
防止するため、粒子の平均粒径の５０％以上であること
が望ましい。本発明においては、前記の粒子を含有する
ハードコート層において、ハードコート層の厚さは粒子
が突出していない部分の平坦部の厚さを指すものであ
る。本発明の粒子を含有するハードコート層は、ＪＩＳ
−Ｂ０６０１におけるＲａが０．０１〜３．０（ミクロメータ
ー）であることが好ましく、さらに好ましくは０．０５
〜１．０（ミクロメーター）の範囲あるものである。

【００１０】本発明に用いるハードコート樹脂層を形成
するハードコート樹脂としては、主として熱硬化型樹
脂、若しくは電離放射線硬化型樹脂が考えられるが、
中でも作業環境性、生産性の点で電離放射線硬化型樹脂
を使用することが好ましい。電離放射線硬化型樹脂は、
少なくとも電子線あるいは紫外線照射により硬化される
樹脂を含有する塗料から形成される。具体的には、光重
合性プレポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤を
含有し、さらに必要に応じて増感剤、非反応性樹脂、レ
ベリング剤等の添加剤、溶剤を含有するものである。光
重合性プレポリマーは、その構造、分子量が、電離放射
線型硬化型塗料の硬化に関係し、硬度、耐クラック性等
の特性を定めるものである。光重合性ポリマーは骨格中
に導入されたアクリロイル基が電離放射線照射されるこ
とにより、ラジカル重合するタイプが一般的である。ラ
ジカル重合により硬化するものは硬化速度が速く、樹脂
設計の自由度も大きいため、特に好ましい。

【００１１】光重合性プレポリマーとしては、アクリロ
イル基を有するアクリル系プレポリマーが、特に好まし
く、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、３次
元網目構造となるものである。アクリル系プレポリマー
としては、ウレタンアクリレート、メラミンアクリレー
ト、ポリエステルアクリレート等が使用できる。光重合
性モノマーは、高粘度の光重合性プレポリマーを希釈
し、粘度を低下させ、作業性を向上させるため、また、
架橋剤として塗膜強度を付与するために使用される。ま
た、光重合性モノマーの混合量が多くなると塗膜は必要
以上に硬くなるため、所望の硬度、あるいは所望の可と
う性が得られるよう、混合割合は選択するとよい。例え
ば、本発明の防眩性ハードコートフィルムを曲げる用途
に使用する場合は、可とう性に優れた、熱硬化性、熱可
塑性アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の非反応性樹脂を混
合することにより、硬度を調節することが出来る。

【００１２】このようなハードコート樹脂から形成され
るハードコート層の屈折率を調整するにはいくつかの方
法が考えられる。高屈折率に調整する場合には（１）一
般的な光重合性プレポリマー、光重合性モノマーの中か
ら、分子中に環状構造を持つなど、構造的に比較的屈折
率の高いものを使用する（２）硫黄、臭素化合物等の高
屈折率化合物を共重合、付加重合等により光重合性プレ
ポリマーや光重合性モノマーに導入、またはアクリル化
したものを使用する（３）硫黄化合物等の高屈折材料を
非反応性樹脂として使用する、等の方法がある。低屈折
率に調整する場合には（４）一般的な光重合性プレポリ
マー、光重合性モノマーの中から、分子中に環状構造を
持たないなど構造的に比較的屈折率の低いものを使用す
る（５）フッ素、珪素化合物等の低屈折率化合物を共重
合、付加重合等により光重合性プレポリマーや光重合性
モノマーに導入、またはアクリル化したものを使用する
（６）フッ素、珪素、硼素化合物等の低屈折材料を非反
応性樹脂として使用する、等の方法がある。

【００１３】このようにして得られる、電離放射線硬化
型塗料に電子線あるいは紫外線を照射して硬化する場
合、酸素の存在及び塗膜の厚さが硬化と密接に関係す
る。電離放射線が、照射されて発生したラジカルは酸素
を補足するため、硬化を抑制してしまう。このため、塗
膜の厚さが薄いと、塗膜体積に占める表面積が大きくな
り、空気中の酸素により硬化阻害を受け充分な硬度が得
られない。このような理由等から、一般に鉛筆硬度２Ｈ
以上の硬度を得るためには、少なくとも３ミクロメーター以上
のハードコート層の膜厚が必要となる。鉛筆硬度が２Ｈ
より低ければ、ハードコートフィルムをディスプレイに
使用した場合、掃除の際やペン入力時に容易にハードコ
ート面にキズが入る。

【００１４】また、多層に電離放射線硬化樹脂層を積層
するには、各層間の密着がポイントとなり、この密着が
硬度にも影響する。そこで、本発明では、ハードコート
層を２層とする場合、電離放射線樹脂をメイヤーバーで
塗布し、電離放射線照射による硬化を半硬化の状態で止
め、次の層を塗布し、最終的に電離放射線照射により完
全に硬化させる方法とった。この方法で硬化させると、
１層目の未反応のアクリロイル基が、２層目のアクリロ
イル基と反応、結合し、ハードコート樹脂を各層間で強
力に密着させることができ、２層目のハードコート層の
膜厚が３ミクロメーター以下でも十分な硬度が得られる。１層
目のハードコート樹脂を完全に硬化させた後に２層目の
ハードコートを塗工し完全に硬化させると、ハードコー
ト層間の密着不良や、粒子の脱落、１層目のハードコー
ト層の膜厚に無関係に、２層目のハードコート層の膜厚
３ミクロメーター以下で硬度が低下する等の問題が生じる。

【００１５】また、反射光の干渉を考慮して、好ましく
は積層されるハードコート層の最外層は、その下に来る
ハードコート層より屈折率が高いことが望ましい。粒子
の添加量は、使用する粒子の比重により影響をうける
が、通常、樹脂固形分の０．１〜１０重量％好ましくは
０．２〜５重量％の範囲である。電離放射線塗料を用い
た、ハードコート層の形成方法としては、通常の塗工方
法、例えば、バー、ブレード、スピン、グラビア、スプ
レー等のコーティングで行うことができる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく説明
する＊＊実施例１厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、ウレ
タンアクリレート２０部(重量部、以下同)、６官能アク
リルモノマー２０部、シリコンアクリレート１０部、光
開始剤３部、トルエン５０部からなり硬化後の屈折率が
１．４８となる電離放射線硬化樹脂塗料（Ａ）を硬化後
の厚みが１．５ミクロメーターになる様にメイヤーバーにて塗
布し、高圧水銀灯により紫外線を０．５秒照射し、セミ
キュア状態のハードコート層を形成する。その後、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ａ）１００部にビスフェノールＡ
型エポキシアクリレート２０部、光開始剤０．３部を添
加した硬化後の屈折率が１．５２となる電離放射線硬化
樹脂塗料（Ｂ）に平均粒径３ミクロメーター、屈折率１．４２の
球状シリコーン樹脂粒子０．３部を添加したものを硬化
後のハードコート層が２ミクロメーターとなる様にメイヤーバ
ーにて塗布し、高圧水銀灯により紫外線を２〜３秒照射
しフルキュアさせハードコート層を形成する。

【００１７】＊＊実施例２厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ａ）を硬化後の厚みが４ミクロメーター
になる様にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯により
紫外線を０．５秒照射し、セミキュア状態のハードコー
ト層を形成する。その後、電離放射線硬化樹脂塗料
（Ｂ）１００部に平均粒径２ミクロメーター、屈折率１．４２の
球状シリコーン樹脂粒子０．３部を添加したものを硬化
後のハードコート層の厚さが１．２ミクロメーターになる様に
メイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯により紫外線を２
〜３秒照射しフルキュアさせハードコート層を形成す
る。

【００１８】

【比較例】

＊＊比較例１厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ｂ）１００部に平均粒径３ミクロメータ
ー、屈折率１．４２の球状シリコーン樹脂粒子０．３部を
添加したもの硬化後のハードコート層が２ミクロメーターにな
る様にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯により紫外
線を２〜３秒照射しフルキュアさせハードコート層を形
成する。

【００１９】＊＊比較例２厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ａ）を硬化後の厚みが０．５ミクロメ
ーターになる様にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯に
より紫外線を０．５秒照射し、セミキュア状態のハード
コート層を形成する。その後、電離放射線硬化樹脂塗料
（Ｂ）１００部に平均粒径３ミクロメーター、屈折率１．４２の
球状シリコーン樹脂粒子０．３部を添加したもの硬化後
のハードコート層が２ミクロメーターになる様にメイヤーバー
にて塗布し、高圧水銀灯により紫外線を２〜３秒照射し
フルキュアさせハードコート層を形成する。

【００２０】＊＊比較例３厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ａ）を硬化後の厚みが４ミクロメーター
になる様にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯により
紫外線を０．５秒照射し、セミキュア状態のハードコー
ト層を形成する。その後、電離放射線硬化樹脂塗料
（Ｂ）１００部に平均粒径０．３ミクロメーター、屈折率１．４
２の球状シリコーン樹脂粒子０．５部を添加したものを
硬化後のハードコート層の厚さが０．１８ミクロメーターにな
る様にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯により紫外
線を２〜３秒照射しフルキュアさせ、ハードコート層を
形成する。

【００２１】＊＊比較例４厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ｂ）１００部に平均粒径６ミクロメータ
ーの屈折率１．４２の球状シリコーン樹脂粒子０．２５
部を添加したもの硬化後のハードコート層が３．６ミクロメ
ーターになる様にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯に
より紫外線を２〜３秒照射しフルキュアさせハードコー
ト層を形成する。

【００２２】＊＊比較例５厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ａ）を硬化後の厚みが３になる様
にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯により紫外線を
０．５秒照射し、セミキュア状態のハードコート層を形
成する。電離放射線硬化樹脂塗料（Ｂ）１００部に平均
粒径２ミクロメーターの屈折率２．７１のルチル型酸化チタン
粒子０．４部を添加したものを硬化後のハードコート層
の厚さが１．２ミクロメーターになる様にメイヤーバーにて塗
布し、高圧水銀灯により紫外線を２〜３秒照射しフルキ
ュアさせハードコート層を形成する。

【００２３】＊＊比較例６厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ａ）を硬化後の厚みが３ミクロメーター
になる様にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯により
紫外線を０．５秒照射し、セミキュア状態のハードコー
ト層を形成する。その後、電離放射線硬化樹脂塗料
（Ｂ）１００部に平均粒径２ミクロメーターの屈折率１．４６
の無定形シリカ０．６部を添加したものを硬化後のハー
ドコート層の厚さが１．２ミクロメーターになる様にメイヤー
バーにて塗布し、高圧水銀灯により紫外線を２〜３秒照
射しフルキュアさせハードコート層を形成する。

【００２４】＊＊比較例７厚さ１８８ミクロメーターのポリエステルフィルム上に、電離
放射線硬化樹脂塗料（Ａ）を硬化後の厚みが１．５ミクロメ
ーターになる様にメイヤーバーにて塗布し、高圧水銀灯に
より紫外線を２〜３秒照射し、フルキュア状態のハード
コート層を形成する。その後、電離放射線硬化樹脂塗料
（Ｂ）１００部に平均粒径３ミクロメーター、屈折率１．４２の
球状シリコーン樹脂粒子０．３部を添加したもの硬化後
のハードコート層が２ミクロメーターになる様にメイヤーバー
にて塗布し、高圧水銀灯により紫外線を２〜３秒照射し
フルキュアさせハードコート層を形成する。

【００２５】実施例１、２及び比較例１、２、３、４、
５、６、７で得られたハードコートフィルムについて、
以下の評価を行った。（１）透過率島津製作所製、分光光度計ＵＶ−３１０
０ＰＣを用い５５０ｎｍの光線透過率を測定した。（２）光沢値日本電色工業製、グロスメーターを用い
て６０度の光沢値を測定した。

【００２６】（３）ヘ−ズ日本電色工業製、ヘイズメ
ーターを用いて測定した。（４）文字のにじみ透過型液晶ディスプレイ上にハー
ドコートフィルムを張り付け目視にて画像のにじみ具合
を判定した。Ａ：にじまないＢ：ややにじむＣ：にじむ（５）鉛筆硬度ＪＩＳｋ５４００に準じて測定
した。（６）耐スチールウール性スチールウール＃００００
にてコート面を擦り、傷の付き具合を判定した。Ａ：傷が付かないＢ：やや傷が付くＣ：傷が付
く（７）密着性非コート面を両面テープにて土台に密着
させ、コート面にカッターナイフで１ｍｍ間隔のキズを
縦１１本、横１１本入れ、計１００個の升目を作製し、
ニチバンセロテープをその上から完全に密着させ、フィ
ルムに対して９０度方向に一気に引き剥がし、フィルム
に完全に残存する升目数により評価した。下記表1に実
施例、比較例の評価を示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】表１から解るように、実施例においては
光沢度が低くかつ他の透過率、文字のにじみ、鉛筆硬
度、耐スチールウール性、密着性等においても優れてお
り、比較例においては、光沢度が低い場合は鉛筆硬度が
小さいか、文字のにじみが発生するか、また耐スチール
ウール性に劣るかしてすべてをバランスよく備える防眩
性ハードコートフィルムとなり得ない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材フィルム上に、少なくとも２層以上
のハードコート層を積層・形成した防眩性ハードコート
フィルムであって、該ハードコート層のうち、基材フィ
ルムから見て最外層のハードコート層が、粒子を含有し
かつ含有する粒子の平均粒径よりも小さい値の厚さであ
るハードコート層であることを特徴とする防眩性ハード
コートフィルム。
【請求項２】含有する粒子の平均粒径が０．５ミクロメーター
以上５．０ミクロメーター以下であることを特徴とする請求項
１記載の防眩性ハ−ドコ−トフィルム
【請求項３】ハードコート層の膜厚の合計が３ミクロメーター
以上であり、かつ基材フィルムとして、２軸延伸ポリエ
ステルフィルムを使用した場合、前記ハードコートフィ
ルムの鉛筆硬度が２Ｈ以上であることを特徴とする請求
項１記載の防眩性ハードコートフィルム。
【請求項４】粒子が球状シリコーン樹脂粒子である請求
項１記載の防眩性ハードコートフィルム。
【請求項５】粒子が球状シリカ粒子である請求項１の防
眩性ハードコートフィルム。
【請求項６】ハードコート層が、電離放射線硬化型樹脂
から形成されることを特徴とする請求項１記載の防眩性
ハードコートフィルム。
【請求項７】最外層のハードコート層の屈折率が、その
下のハードコート層の屈折率よりも高いことを特徴とす
る請求項１記載の防眩性ハードコートフィルム。
【請求項８】ハードコート層間の密着性がセロテープに
よる碁盤目剥離試験で１００／１００である請求項１記
載の防眩性ハードコートフィルム。
【請求項９】粒子と、粒子を含有するハードコート層の
屈折率の差が０．１５以内であることを特徴とする請求
項１記載の防眩性ハードコートフィルム。